如何确定发动机负载?


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我正在努力寻找有关如何定义发动机负载的信息。难道这真的是扭矩需求的花哨词吗?

这个问题分为三个部分:

  1. 是否存在用于定义发动机负载的理论方程式?如果是这样,那是什么?我在《博世汽车手册》中找不到任何确定的内容。

  2. ECU会查看哪些参数来检测和确定发动机负载?我认为没有一个能够告诉您发动机负载的全能传感器。这里可能合并了几个信号。

  3. 某些ECU似乎在相对和绝对发动机负载之间进行了区分。两者有什么区别?


那本书(《博世汽车手册》)是什么样的?作为后院机械师的参考手册好吗?
两栖游戏

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@amphibient:这是汽车设计/最新技术的便捷参考。它比DIY-er更能满足工程师的需求,但我不建议您手头上放一份副本:)
Zaid 2015年

值得注意的是,对于没有 MAF传感器的车辆,外行使用“引擎负载” 。这就是节气门位置传感器与RPM之比。摩托车上很少使用MAF传感器,因此经常引用该参数。
justinm410

Answers:


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是否存在用于定义发动机负载的理论方程式?

这不是理论上的,而是真实的。根据SAE International SAE J1979 / ISO 15031-5(日期:2014-08-11),计算出的发动机负载通过以下公式计算

LOAD_PCT = [current airflow] / [(peak airflow at WOT@STP as a function of rpm) * 
     (BARO/29.92) * SQRT(298/(AAT+273))]
Where:

- STP = Standard Temperature and Pressure = 25 °C, 29.92 in Hg BARO, 
- SQRT = square root
- WOT = wide open throttle 
- AAT = Ambient Air Temperature (in °C)

Characteristics of LOAD_PCT are:

- Reaches 1.0 at WOT at any altitude, temperature or rpm for both naturally
  aspirated and boosted engines.
- Indicates percent of peak available torque.
- Linearly correlated with engine vacuum
- Often used to schedule power enrichment.
- Compression ignition engines (diesels) shall support this PID using fuel
  flow in place of airflow for the above calculations. 

这部分的第二部分(特性)为您提供了许多您正在寻找的信息。由公式给出的百分比表示峰值可用转矩的百分比。

ECU会查看哪些参数来检测和确定发动机负载?我认为没有一个能够告诉您发动机负载的全能传感器。这里可能合并了几个信号。

它没有一个传感器可以解决这个问题。对于汽油(或火花点火)发动机,它利用进气传感器(IAT),歧管绝对压力(MAP)传感器,节气门位置传感器(TPS)和发动机冷却液温度(ECT)传感器进行计算并确定是否引擎已准备就绪,可以进行计算了。百分比变量可以使用PID $ 04从ECU读取。根据该标准,需要同时使用压缩点火(柴油)和火花点火(汽油)系统。

某些ECU似乎在相对和绝对发动机负载之间进行了区分。两者有什么区别?

您已经看到了上面的公式,用于计算发动机负荷。以下是发动机绝对负载的计算:

LOAD_ABS = [air mass (g / intake stroke)] / [1.184 (g / intake stroke) *
     cylinder displacement in liters]

Derivation:

- air mass (g / intake stroke) = [total engine air mass (g/sec)] / 
    [rpm (revs/min)* (1 min / 60 sec) * (1/2 # of cylinders (strokes / rev)]

- LOAD_ABS = [air mass (g)/intake stroke] / [maximum air mass (g)/intake 
    stroke at WOT@STP at 100% volumetric efficiency] * 100%. 

Where:

- STP = Standard Temperature and Pressure = 25 °C, 29.92 in Hg (101.3 kPa)
  BARO
- WOT = wide open throttle

The quantity (maximum air mass (g)/intake stroke at WOT@STP at 100% 
volumetric efficiency) is a constant for a given cylinder swept volume. 
The constant is 1.184 (g/liter 3) * cylinder displacement (liter 3/intake
stroke) based on air density at STP.

Characteristics of LOAD_ABS are:

- Ranges from 0 to approximately 0.95 for naturally aspirated engines,
  0 – 4 for boosted engines
- Linearly correlated with engine indicated and brake torque,
- Often used to schedule spark and EGR rates,
- Peak value of LOAD_ABS correlates with volumetric efficiency at WOT.
- Indicates the pumping efficiency of the engine for diagnostic purposes.

您可能会看到,该方程式依赖于空气流动以及发动机排量。正如其在人体中所陈述的那样,这与WOT时的容积效率(进气冲程中气缸充满空气的程度)有关。可从ECU上通过PID $ 43读取此变量。仅火花点火系统的标准要求。


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很棒的文章。我想知道发动机(或ECU)使用哪种传感机制来确定输入因素,从而确定扭矩需求。IOW,如果车辆上坡或拖曳重物,扭矩需求会更大。这些需求如何衡量?
两栖游戏

@两栖动物-我确定节气门位置,空气质量流量和rpm是最大的因素。当您上山时,必须保持一定的转速才能保持速度。为了保持该速度,您将需要更多的油门,这将允许更多的空气流过。较低的转速下更多的空气流将指示更高的扭矩需求。就我而言,这是SWAG,但请相信它是受过良好教育的。
Pᴀᴜʟsᴛᴇʀ2

嗨,这是一个很好的答案。我正在尝试确定发动机是否达到失速状态。发动机负载可以用来确定这一点吗?
Mohammed Lokhandwala 2015年

@MohammedLokhandwala- 请问这个问题,如果可以帮助您解释所要提出的问题,请参考此答案。
Pᴀᴜʟsᴛᴇʀ2

为什么LOAD_PCT使用MAP传感器而不使用MAF?我的98 626甚至没有MAP传感器,但是ECU提供了“计算负荷” PID。
罗伯特·S·巴恩斯

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发动机负载由MAF传感器测量。换句话说,它测量您吸入发动机的空气(和燃料)量,然后将该值与理论最大值进行比较。当我修改了斯巴鲁的加油,助力和点火图时,所有表格均以CFM(立方英尺/分钟)的形式绘制了以RPM为参考的发动机负载。这基本上意味着,由于我的涡轮流量最大为350cfm,因此实际气流越近,负载百分比就越高。

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